Nutzung von im Industrie 4.0-Umfeld

Transkript

1 Nutzung von im Industrie 4.0-Umfeld / Eur. Ing. Roland Heidel, Kommunikationslösungen e.k.

2 Roland Heidel Roland Heidel Eur. Ing. Bis Sommer 2015 Koordinator für Standards und Regulation in der Siemens AG 2004 bis 2016 Chairman Standardisation Committee IEC TC65 Industrial-Process Measurement and Control Bis Herbst 2014 Sprecher der Arbeitsgruppe 2 im Plattform Projekt Industrie 4.0 (Reference Architecture, and Standardisation) Bis Juli 2015 Sprecher des Spiegelgremiums zur AG 2 im ZVEI Seit August 2015 Unabhängiger Berater (Kommunikationslösungen e.k.). 2

3 Wenn zwei Dinge zusammenkommen..entsteht ein neues Ding.. Gottlieb Daimler Es werden höchstens 5000 Fahrzeuge gebaut werden. Denn es gibt nicht mehr Chauffeure, um sie zu steuern. Henry Ford Wenn ich die Menschen gefragt hätte, was sie wollen, hätten sie gesagt schnellere Pferde *Copyright Roland Heidel Kommunikationslösungen e.k. - all rights reserved 3

4 Die Dinge und ihre Information kommen zusammen (1) SGML Dokmentation als Papier oder PDF Reale Produkte 1990 HTML Web XML SGML PDF Digitale Produktdaten Merkmale/ Beziehungen Intelligentes Ding Smart worlds Internet of Things *Copyright Roland Heidel Kommunikationslösungen e.k. - all rights reserved 2018 Years 4

5 Die Dinge und ihre Information kommen zusammen (2) SGML Dokmentation als Papier oder PDF Reale Produkte 1990 HTML Web XML SGML PDF Digitale Produktdaten Merkmale/ Beziehungen Intelligentes Ding Smart worlds Internet of Things *Copyright Roland Heidel Kommunikationslösungen e.k. - all rights reserved Welche Sprache, welches Format zur Selbstbeschreibung? 2018 Years 5

6 Prinzip des Kennenlernens mit anschließender Tätigkeit im Team beim Menschen (links) und dessen Analogon bei Assets (rechts) Do you speak English? Yes, I do Phase 1. Language Check Do you speak Industrie 4.0? Yes, I do Who are you? I am a drill man 2. Orientation Who are you? I am a drilling machine What is your capability? I can drill holes with the following quality! Fine, drill me a hole Yes, done 3. Becoming acquainted 4. Contract and execution What is your capability? I can drill holes with the following quality! Fine, drill me a hole Yes, done 6

7 Das Internet der Dinge und Dienste: Industrie 4.0 ist ein Teil der Smarten Welt von morgen Smart Meter Smart Home Smart Building Smart Factory Smart Factory Healthcare Smartphone Smart Devices Smart Mobility Smart Grid 7

8 Früher waren Softwarelösungen Insellösungen einer Domain Gegenstände Gegenstand Domain 1 Domain 2 Gegenstände Domain 3 8

9 Heute wachsen die Domains zusammen man behilft sich mit Semantik-Konvertern Gegenstände Gegenstand Domain 1 Domain 2 Domain 3 Domain 3 Gegenstände Anzahl Semantik-Konverter N=n*(n-1) Im Beispiel: N=6 9

11 Erste Erkenntnisse Nur eine einheitliche herstellerübergreifende Beschreibung von Gegenständen wird erfolgreich sein Die Beschreibung erfolgt mittels Merkmalen (Properties) Merkmale!!!! *Copyright Roland Heidel Kommunikationslösungen e.k. - all rights reserved 11

12 Ein Maler bildet die physische Welt als Gemälde (Informationswelt) ab. Gefordert: Hinreichend präzise Abbildung der physischen Welt in die Informationswelt 'Gartenlokal am Wasser' von Max Liebermann 12

13 Compatibility Levels nach IEC Interchangeability = Kooperationsfähigkeit Kooperation beliebiger Gegenstände von Wert Kommunikation Source: IEC

14 Das Asset repräsentiert einen Gegenstand der Realwelt Ein Asset ist ein beliebiger Gegenstand von Wert : eine Idee, eine Software, Ein Dienst ein Archiv oder ein beliebiger physischer Gegenstand (ist also nicht an eine physische Existenz gebunden).

15 Die Gegenstände der physischen Welt müssen in der Informationswelt abgebildet werden Dienste Eheringe Physische Welt (Physical World) Informationswelt (Information World) Physisches Asset Informatische Beschreibung Software Automatisierungs-Komponenten Die Abbildung muss eindeutig sein! 15

16 Repräsentation eines Gegenstands der physischen Welt in der Informationswelt gemäß IEC Dienste Eheringe Physische Welt Identification Number Informationswelt refers to links to Software Physical or abstract Object describes Metadata 2005 Automatisierungs-Komponenten 16

17 Mit der IEC PAS existieren erstmalig Regeln zur Überführung von Zusammenhängen der Realwelt in die Informationswelt Physical or abstract Object Metadata Begriffe Merkmale 17

18 Mit der IEC PAS existieren erstmalig Regeln zur Überführung von Zusammenhängen der Realwelt in die Informationswelt Metadata Physical or abstract Object Begriffe Merkmale physische Welt (physical World) Informationswelt (Information World) 18

19 Mit der IEC PAS existieren erstmalig Regeln zur Überführung von Zusammenhängen der Realwelt in die Informationswelt Metadata Physical or abstract Object Begriffe (Terms) Merkmale (Properties) Metadata physische Welt (Physical World) Informationswelt (Information World) 19

20 Vom Asset der physischen Welt zur I4.0 Komponente von Industrie 4.0 Abbildung Realwelt (Real World) Physical or abstract Object Metadata Informationswelt (Information World) 20

21 Vom Asset der physischen Welt zur I4.0 Komponente von Industrie 4.0 Verwaltungsschale Real Asset Asset Metadata 21

22 Die Eigenschaften eines Gegenstands von Wert (Asset) wird mittels I4.0-Komponente in der Informationswelt zugreifbar I4.0-Component Verwaltungsschale Representation of Information Technical Functionality Manifest Component Manager Asset 22

23 Frau Holle und Industrie 4.0 Auf dieser Wiese ging das Mädchen fort und kam zu einem Backofen, der war voller Brot; das Brot aber rief: "Ach, zieh mich raus, zieh mich raus, sonst verbrenn ich: ich bin schon längst ausgebacken. Da trat es herzu und holte mit dem Brotschieber alles nacheinander heraus... *Copyright Roland Heidel Kommunikationslösungen e.k. - all rights reserved

24 Beschreibung eines Asset (Gegenstands von Wert) nach der Struktur von RAMI4.0 Basic rules Structure Functions Data Data distribution Ressources Architecture Layer Association Hierarchy Organizational issues Responsibilities Associations Ownerships Time Location State (Type / Instance) Vita (Life Cycle) 24

25 Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) strukturiert die Beschreibung der Eigenschaften eines Asset 25

26 HEUTE: Wertschöpfungsketten mit unterschiedlichen Datenmodellen (Semantik) ERP=Enterprise Ressource Planning PLM=Product Life Cycle Management Semantik C Semantik B Semantik A 26

27 Wertschöpfungskette mit einheitlicher Gemeinsame Semantik auf Basis von Semantik 27

28 Mit den Merkmalen erweitert seinen Anwendungsbereich dient der Branchenidentifikation dient dem Beschaffungswesen (Procurement) identifiziert meist Produktfamilien ist keine Identifikation eines bestimmten Gerätes,Dings Basic Merkmale Advanced Merkmale sind minimale technische Merkmale sind technische Merkmale für unterschiedliche technische Aufgaben z.b Engineering, CAx Sachgebiete 28

29 basiert auf internationalen Normen dient der Branchenidentifikation Dient dem Beschaffungswesen (Procurement) identifiziert meist Produktfamilien ist keine Identifikation eines bestimmten Gerätes Basic Merkmale Advanced Merkmale sind minimale technische Merkmale sind technische Merkmale für unterschiedliche technische Aufgaben z.b Engineering, CAx 29

30 basiert auf internationalen Standards Rules for classification are described in ISO IS 22274, one annex describes Content standards in the area of FG 27 Properties based on Property Attribut Standard IEC /2 and identical ISO IEC xx (Process Control Devices) IEC ff (Low voltage switch gears) Code Identifier for properties: ISO IEC PAS - CAx-Standard planned 30

31 Property relationship instance Property relationship instance Property relationship instance Asset-Verbund als Beziehungskomplex aus I4.0-Komponenten (nach: IEC TS ) I4.0 components Verwaltungsschale Network View element: Network View identifier: AAY213 list of data element references: ABA735, ABA734 class identifier e.g. AAB010 Communication Interface ABA735 ABA734 ABB735 1 ABC736 2 AAC735 AAC734 Technical Discipline: Network Master 1 ABA735 2 ABA734 Bus No 2 Verwaltungsschale Elektrik View element: Power Installation View identifier: AAZ201 list of data element references: ABB735, ABC736 Drive AAC534 AAC936 ABB037 ABB735 0 ABC AAC735 AAC734 Technical Discipline: Power Installation 0 ABC ABC009 L1 L2 L3 N Verwaltungsschale Mechanik View element: Pipe Installation View identifier: AAW207 list of data element references: Pipe1 Pipe1 AAA735, ABA734, ABA835, ABA634, ABC835, ABC334 Valve AAA ABA ABA835 8 ABA ABC ABC AAA ABA734 8 ABA ABA ABC835 9 ABC Pipe2 Technical Discipline: Pipe Installation

32 Contactors, Starters Control Switches Circuit Breakers Switches, Disconnectors Terminal Blocks Flow IEC Pressure IEC Temperatur IEC Level IEC Density IEC Control valve IEC Control valve IEC Control valve IEC Control valve IEC Control valve IEC Aspects IEC Signal adjustm. IEC IEC CDD* current content *CDD= Common Data Dictionary IEC SC 3D (IEC ) IEC TC 111 (IEC 60079) IEC TC 111 (IEC 60721) electronic components explosive atmosphere environmental conditions IEC TC 111 (IEC 62474) ISO TC 184 (ISO / PAS 62515) IEC SC65E WG2 IEC SC65B JWG 16 IEC SC65B JWG 17 IEC SC65B JWG 18 material declarations IEC TC 65C (IEC ) coexistence management information ISO TC 131 (trial)* Measuring equip. IEC Fluid power systems IEC Horizontal Standard geometry Actuators IEC Signal adj. IEC IEC CDD* IEC 121A (IEC ff) *trial successful (ISO ) IEC Horizontal Standard *Copyright Roland Heidel Kommunikationslösungen e.k. - all rights reserved

33 may be the core technology of Industrie 4.0 together with AutomationML and OPC UA. Description of relationships Provision of properties (profiles with semantics) Information access (no UA- profiles!)

34 Zusammenfassung überspannt heute 44 Sachgebiete, weitere werden kommen bietet eine umfangreiche Infrastruktur benutzt zur Strukturierung der Merkmale die Normen ISO bzw. IEC ist ideal zur Spezifikation und Nutzung von Merkmalen in Industrie 4.0, bzw. Smart Manufacturing Die wird mit den Merkmalen ideal erweitert!!!! 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit IEC PAS Buch Basiswissen Industrie 4.0 (ISBN ) 35